[发明专利]一种静止无功发生器的三环控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静止无功发生器（SVG）的控制算法，尤其涉及一种基于电压外环、电流内环和稳定校正环的静止无功发生器的三环控制算法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，各种非线性、冲击性设备的使用给电网带来了大量的谐波污染，由此带来功率因数低，谐波污染严重，以及系统损耗加大等问题，各种无功补偿和谐波治理的FACTS（柔性交流输电系统）设备应运而生。静止无功发生器等无功补偿设备的补偿性能决定于其控制算法，只有采用合理恰当的控制算法，才能获得良好的动态性能、稳定性能。当前，用于静态无功发生器的控制算法一般是基于电压外环与电流内环的双环控制算法，该算法原理简单，易于实现，计算量适当，配合瞬时无功电流检测算法，可以动态地进行有效的无功补偿。然而，该类算法系统的稳定性能不甚理想，并且随着闭环回路增益的提高，系统根轨迹趋于转向右半平面，使得静止无功发生器不能稳定工作，必须采用适当的技术来进行校正。

如图1所示，为静止无功发生器所常用的一种电压电流双环控制算法的传递函数框图。电流内环的控制目标是控制SVG输出的无功电流i_q跟踪经过计算得出的目标电流i_q^*；电压外环的控制目标是控制直流侧电容电压U_dc，使其稳定在设定的参考电压U_ref附近。图1中，K_v为电压偏差与电流i_q^*之间的放大系数，T_v为该放大器的时间常数；K_i为电流置换比较器的电流放大倍数，T_i为电流滞环比较控制器的开关周期，S_i为变流器以最大电流工作时的饱和系数；K_PWM为PWM等效增益，T_s为电流内环电流采样周期，即PWM开关周期；K_R为电压测量回路的电压放大比例系数，T_R为电压测量回路的时间常数；s表示时间。

根据图1所示的双环控制算法系统各单元的传递函数，则可以写出该系统的传递函数为：

Udc(s)Uref(s)=G(s)1+G(s)H(s)---(1)]]>

其中，G(s)表示前向传递函数，H(s)表示反馈传递函数，它们的表达式为